一种基于钻进速度获取隧道掌子面围岩全域强度的方法与流程

文档序号:21842915发布日期:2020-08-14 16:43阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于钻进速度获取隧道掌子面围岩全域强度的方法,其特征在于:包括有以下步骤:

a.根据前期的隧道地质勘察报告和设计资料,按照围岩地质年代和岩性将隧道划分为不同区段;

b.对于处于同一地质年代和岩性的隧道区段,选取若干典型断面,在掌子面的不同位置采集围岩试样两份,记录试样所在位置并对其中一份试样进行点荷载试验,获取围岩的点荷载强度值r1i;

c.在采集试样的掌子面位置进行回弹测试,获得围岩的强度r2i;

d.将步骤b中采集的另一份围岩试样加工成标准试样后进行室内单轴压缩试验,获取围岩的单轴抗压强度r3i;

e.根据步骤b、步骤c和步骤d中获得的围岩强度值,通过工程类比法获得围岩综合强度rci;

f.测量取样位置的炮孔钻进速度vri;

g.通过最小二乘法拟合得到钻进速度vri与围岩综合强度rci的关系方程式;

h.测量其余炮孔的钻进速度vs,根据步骤g拟合得到的关系方程式,获得每个炮孔所在位置的围岩综合强度;

i.利用克里格插值法对步骤h取得的不同位置的围岩强度按照掌子面面积进行插值,可获得隧道整个掌子面的围岩强度分布,即掌子面围岩全域强度。

2.根据权利要求1所述的基于钻进速度获取隧道掌子面围岩全域强度的方法,其特征在于:对于隧道区段中的非典型断面,仍然根据步骤g建立的钻进速度vri与围岩综合强度rci的关系方程式,按照步骤i获得掌子面围岩的全域强度。

3.根据权利要求1所述的基于钻进速度获取隧道掌子面围岩全域强度的方法,其特征在于:对于钻进速度出现突变的掌子面,重新按照步骤b~g,修正钻进速度与综合强度之间的关系方程式。

4.根据权利要求1所述的基于钻进速度获取隧道掌子面围岩全域强度的方法,其特征在于:所述步骤b中,围岩试样由人工或机械在隧道掌子面采集,且均匀分布在隧道的上、中、下部,围岩试样采集过程中,每份围岩试样不少于12件。

5.根据权利要求1所述的基于钻进速度获取隧道掌子面围岩全域强度的方法,其特征在于:所述步骤c中,对围岩进行回弹强度测试的位置与步骤b中采集试样的位置为同一位置。

6.根据权利要求1所述的基于钻进速度获取隧道掌子面围岩全域强度的方法,其特征在于:所述步骤d中,用于单轴压缩试验的围岩试样与步骤b中用于点荷载试验的围岩试样来源于掌子面相同位置。

7.根据权利要求1所述的基于钻进速度获取隧道掌子面围岩全域强度的方法,其特征在于:所述步骤e中,围岩综合强度由下式计算:式中:表示各强度值的权重,其中单轴抗压强度r3i权重为0.5,点荷载强度r1i权重为0.3,回弹强度r2i权重为0.2。

8.根据权利要求1所述的基于钻进速度获取隧道掌子面围岩全域强度的方法,其特征在于:所述步骤g中,拟合得到的关系方程式为:rci=a+bvri;

9.根据权利要求2所述的基于钻进速度获取隧道掌子面围岩全域强度的方法,其特征在于:所述非典型断面系指未选为典型断面的其他断面。


技术总结
本发明公开了一种基于钻进速度获取隧道掌子面围岩全域强度的方法,将隧道按照围岩地质年代和岩性划分为不同区段;采集掌子面围岩试样并进行点荷载强度试验;在采集试样位置进行回弹强度测试;将采集的围岩试样进行单轴压缩试验,通过工程经验利用权重分析法获得围岩综合强度;测量取样位置的炮孔钻进速度,并与围岩综合强度进行拟合,获得两者关系方程式;测量其他炮孔钻进速度,根据拟合关系式获得每个炮孔处围岩强度;利用插值法按掌子面面积进行插值获得围岩全域强度。该方法能够简便、准确地获取隧道掌子面围岩全域强度。而且不占用正常施工的作业时间,对掌子面的围岩强度的定性确定更全面,强度参数直接来源于掌子面,更具直接性和合理性。

技术研发人员:周瑜;吴仕鹏;欧阳斌;龚辉;冉艳霞;刘贤;王伟兴;张乙彬;杨通海;吴思承
受保护的技术使用者:贵州桥梁建设集团有限责任公司;贵州桥梁建设研究院有限公司
技术研发日:2020.04.13
技术公布日:2020.08.14
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